مرکز ملی تحقیقات فرآوری آبزیان بندر انزلی > یادداشت های علمی

   شنبه 1 آبان 1400

وضعیت آب و هوای بندر انزلی

  صفحه اصلی     

  معرفی مرکز     

  امکانات مرکز     

  دستاوردهای مرکز     

  پروژه ها     

  نکته های سلامتی     

  یادداشتهای علمی     

  سخنرانی های علمی     

  معرفی مدیران     

  CV محققین     

 

 
یادداشت های علمی
بسته بندی های نوین مواد غذایی
دو شنبه 9 دی 1392
فاطمه نوغانی

در دنیای امروز افزایش جمعیت انسانی و گسترش مناطق مصرف کننده، محققان و تولیدکنندگان را بر آن داشته است که با ایجاد تغییراتی در خصوصیات بسته بندی های مواد غذایی در جهت افزایش مرغوبیت و مطلوبیت محصولات اقدام نمایند. این بسته بندی ها باید دارای ویژگی هایی باشند که محافظت بیشتر در مقابل عوامل میکروبی، نگهداری طولانی مدت، حداقل تأثیر بر خصوصیات ارگانولپتیکی ماده ی غذایی و اقتصادی بودن از آن جمله است. در این راستا می توان به روش های نوین بسته بندی اشاره کرد. این بسته بندی ها بر اساس مواد مصرفی یا نوع کاربرد و یا طریقه ی مصرفشان در دسته جات متفاوتی گروه بندی می شوند. روکش کردن آنزیمی یکی از فرآیند های مهم صنایع غذایی است برای خفظ، افزایش کیفیت، بهبود بسته بندی مواد غذایی است که با پیدایش نانوفناوری اجرای آن آسان تر شد. استفاده از چند لایه ها مخصوصا فیلم های پلی اتیلنی از جمله LDPE ،LLDPE که ماهیتشان بر پایه پلی اتیلنی  است، رواج پیدا کرده  و کاربرد و کارایی این مواد بیشتر شده است. در سال های اخیر سیستم های بسته بندی هوشمند و فعال در محصولات گوشتی نیز بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
بسته¬بندی یکی از مهمترین بخش¬های صنایع غذایی می¬باشد که با امنیت غذایی در ارتباط است. بسته¬بندی محافظی است که سلامت کالای محتوی خود را پس از تولید تا مرحله مصرف حفظ می-نماید. امروزه از بسته بندی برای اطلاع رسانی در خصوص ویژگی های کالا نیز استفاده می شود. هدف از بسته بندی را می توان افزایش زمان نگهداری موادغذایی حفاظت ازعوامل فساد درونی و بیرونی و اکسایش ، آسان تر شدن حمل و نقل مواد غذائی ، عدم تاثیر متقابل وسوء بین محصولات مختلف حفظ ویژگی های فیزیکی ماده غذایی وبعنوان راهنمای مصرف کننده، بیان کرد.
تاریخچه بسته¬بندی به قرن نوزدهم بر می¬گردد. در آن¬زمان افرادی مانند آپرت و لوئیس پاستور بسته-بندی مواد غذایی و مفاهیم نگهداری را توسعه دادند. در 100 سال اخیر سعی شده است که به جای مواد اولیه ی بسته بندی سلولزی، پلاستیک ها را جایگزین نمایند.
امروزه تمایل به حداقل کردن پروسه مواد غذائی، نگهداری طولانی مدت مواد غذائی و همچنین ممانعت از شیوع بیماریهای ناشی از غذا باعث گردیده است که راه های جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها و استفاده از مواد ضد میکروبی در بسته بندی محصولات غذائی توسعه زیادی پیدا کند.بنابر این توجه فراوانی به بسته بندی های نوین از جمله بسته بندی های هوشمند و روکش کردن آنزیمی با کمک فناوری نانو معطوف شده است.
بسته بندی نانوتکنولوژی توانایی کار در مقیاس حدودnm 100-1 به جهت شناخت و ایجاد اجزای ساختاری با خصوصیات تازه ای ناشی از ساختار نانو ی آنهاست. امروزه محصولات غذایی با مقیاس نانو به صورت تجاری تولید می شوند، اما تعداد این مواد غذایی معدود است. صنعت این تکنیک را به جهت تولید بسته بندی ها و مواد غذایی بهتر به کار گرفته است و بنابراین صنایع با سرمایه گذاری بر نانوتکنولوژی در فراوری مواد غذایی، بسته بندی مواد غذایی، ایمنی مواد غذایی و محصولات کشاورزی این علم را کاربردی ساخته است. نانو غذا به معنی مواد غذایی ست که در کاشت، تولید، فراوری و بسته بندی آنها تکنیک های نانو به کار رفته است نه مواد غذایی اصلاح شده یا مواد غذایی که با نانوماشین ها فرآیند شده باشد. در صنایع غذایی نانوتکنولوژی به دو صورت کلی top down و bottom up . نوع اول از طریق فراوری فیزیکی مواد غذایی از جمله خرد و آسیاب کردن حاصل می شود. تکنولوژی آردسازی خشک می تواند جهت تهیه ی آرد با قابلیت جذب بالا به کار گرفته شود. این تکنولوژی برای تقویت اثر آنتی اکسیدانی چای سبز استفاده می شود. نوع دوم در اثر تجمع خود به خودی و خود تنظیمی ناشی از خواص بیولوژیک مواد غذایی است. تجمع میسل های کازئین و نشاسته و پیچیدن پروتئین های کروی و توده های پروتئینی از مثال های سیستم تجمع خود به خودی هستند. گرچه کاربرد نانو در صنایع غذایی علاوه بر داشتن مزایای بسیار بر ماندگاری، طعم و تقویت سلامت بشر دارای خطرات احتمالی ست که شناخت ما در این زمینه بسیار محدود است.
 بیونانوکامپوزیت ها هیبرید مواد با ساختار نانو هستند که دارای خصوصیات مناسب مکانیکی، دمایی و غیر قابل نفوذ نسبت به گاز ها هستند که علاوه بر افزایش مدت ماندگاری ماده ی غذایی از نظر محیط زیست نیز مناسب تلقی می شوند.
خاصیت ناشکننده بودن مواد بسته بندی با افزودن مواد معدنی افزایش می یابد از این جمله می توان به افزودن خاک رس به ماتریکس بیوپلیمری اشاره کرد که می تواند با مواد فعال سطحی که برای اصلاح سیلیکات لایه ای به کار می روند، کنترل شود. کاربرد ذرات معدنی باعث ایجاد خواص چند منظوره در این بسته بندی ها می شود؛ بدین معنا که استفاده از این مواد باعث رسیدن تاریخ شکنندگی ریزمغذی های درون کپسول های خوراکی می شوند.
 تولید فیلم های نانویی بسته بندی :این فیلم ها مخلوطی از نانو مواد ساخته شده اند که به تنهایی خاصیت انتی باکتریال ندارند ولی مجموعه این مواد با در صد های کم می توانند خاصیت انتی باکتریال و ضد قارچی را از خود نشان دهند.
پلاستیک ها
در 100 سال اخیر سعی شده است که به جای مواد اولیه ی بسته بندی سلولزی، پلاستیک ها را جایگزین نمایند. در 30 سال گذشته پیشرفت و تکامل بسته بندی با پلاستیک ها برای غذا های آماده، غذا های منجمد، لبنیات، نوشابه ها، نان و شکلات اهمیت و ضرورت بیشتری پیدا کرده است. امروزه کاربرد پلاستیک ها در بسته بندی اهمیت فوق العاده ای پیدا کرده و از نظر میزان مصرف در درجه ی اول اهمیت قرار دارد. مزایای پلاستیک ها عبارتند از:
دارای وزن مخصوص کم (9/0-5/1 گرم بر سانتی متر مکعب) و قیمت آنها نسبتاَ نازل است.
پلاستیک ها از قابلیت شکل پذیری بالایی در دستگاه های اتوماتیک بسته بندی برخوردار هستند.
آنها در برابر تعداد زیادی از کالاهای بسته بندی شده که خاصیت اسیدی یا قلیایی دارند، مقاوم می باشد.پلاستیک ها به انرژی کمتری در تولید و شکل دهی نسبت به قوطی فلزی و بطری شیشه ای نیاز دارند.
فیلم های قابل کشش LLDPE
این فیلم ها از زنجیره های مولکولی بزرگ، بلند و پیچیده تشکیل شده اند. اولین بار در سوئد پوشش های قابل کشش به جای اتاق های شرنیگ استفاده شد. این فیلم در مقابل رطوبت مقاوم بوده و از کشش خوبی برخوردار است و می تواند حرارت بالا را تحمل نماید. LLDPE شایع ترین فیلم در این زمینه است. در این فیلم افزودنی هایی نظیر گلیسرول منواولئات برای افزایش چسبندگی اضافه می شود. یک فیلم نازک باید دارای چهار خصوصیت باشد:1. ممانعت از خروج حین پرتودهی،2. مقاومت در برابر اکسیداسیون،3. مقاومت طولانی مدت در مقابل واکنش پذیری،4. واکنش فوتوکاتالیک با سرعت مناسب.
 پلی اتیلن با دانسیته ی کم LDPE دانسیته ی این نوع پلی اتیلن 91/0-925/0 گرم بر سانتی متر مکعب است که از مقاومت خوبی در مقابل کشش و نفوذ بخار آب برخوردار می باشد؛ اما در مقابل روغن مقاومت بسیار ناچیزی دارا است. شکل پذیری LDPE با دستگاه های اتوماتیک بسته بندی به علت الاستیسیته ی خیلی پایین آن در مقایسه با کاغذ چندان مطلوب نیست. البته آنها در حرارت 60-90 درجه ی سانتیگراد مقاوم هستند؛ لذا تولید آنها از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه خواهد بود. با کمک افزودنی ها از جمله آنتی اکسیدان هایی مثل آلفا توکوفرول می توان کیفیت پلی اتیلن با دانسیته ی کم را بهبود بخشید.
روکش آنزیمی
اخیراَ تثبیت آنزیم ها در بسته بندی مواد غذایی به کار می رود. هدف از کاربرد مواد بیوفعال کاتالیز واکنش خاصی ست که این واکنش به دو صورت اثر مثبتی بر سلامت و امنیت محصول اعمال می کند: کاهش غلظت جزء نامطلوب و یا تولید جزئی مفید در سلامت مصرف کننده. تغییر در ساختمان انزیم ها و کنترل فعالیت ان ها و روکش کردن انزیم ها(توسط ساختار پلیمری) برای حفظ کیفیت و بهبود نگهداری مواد غذایی از این جمله است. از نمونه های آن می توان به تثبیت نارینجیناز در بسته بندی آب انگور که با تجزیه ی نارینجین منجر به کاهش تلخی آن می شود، اشاره کرد. نمونه ی دیگر کاربرد بسته بندی بیوفعال- بتاگالاکتوزیداز در صنایع تبدیلی شیر UHT است که در طول مدت نگهداری منجر به تولید شیر کم لاکتوز یا شیر با لاکتوز آزاد می شود. روش هایی که امروزه برای تثبیت آنزیم ها به کار می رود به پنج دسته تقسیم می شوند: پیوند یونی، جذب، نیروی کووالانسی، اتصال عرضی و حبس/ کپسوله کردن. انتخاب روش تثبیت آنزیم ها و مواد زیستی نگهدارنده برای ساخت بسته بندی آنزیمی به ماهیت کاتالیست زیستی ( آنزیم های قارچی و باکتریایی )، شرایط نگهداری، نوع ماده ی غذایی مورد بسته بندی و هدف از کاربرد بیوکاتالیست.
روش تثبیت آنزیم ها با استفاده از نیروی کووالانسی و اتصال عرضی اغلب در اصلاح سطح بیوپلیمر و هم به همراه استفاده ی مواد شیمیایی از جمله گولوتارالدهید است که برای مواد غذایی نامناسب است؛ جهت رفع این اشکال نگهدارنده های معدنی را به این مواد می افزایند که علاوه بر بهبود خواص مکانیکی و نفوذناپذیری، باعث بهبود اتصال آنزیم ها می شوند. معمول ترین روش، استفاده از کپسوله کردن است.در بین بیوپلیمر هایی که برای تثبیت آنزیمی و حفظ کارایی بسته بندی های زیست فعال مورد مطالعه قرار گرفته اند .

معایب بسته بندی نانو
علی رغم فواید این نوع از بسته بندی ها به دلیل افزایش سطح تماس احتمال بروز اثرات سمی بر ماده ی غذایی محتمل است. به علاوه ممکن است این بسته بندی ها اثرات زیان آور پیش بینی نشده ای نیز داشته باشند. به دلیل آنکه نانوذرات به صورت طبیعی هضم و یا استنشاق نمی شوند، اثرات بر فلور میکروبی دهانی و روده ای از محتمل ترین فرضیات است.
بسته بندی هوشمند
بسته بندی هوشمند به طور ساده یعنی: « نوعی از بسته بندی که احساس می کند و اطلاع می دهد. به این سبب است که کیفیت را بهبود می¬بخشند، ایمنی را افزایش می¬دهند، در مورد خطرات احتمالی فراورده هشدار می¬ دهد. این بسته بندی ها محتوی حسگر هایی هستند که عمل کنترل کیفیت محصول را انجام می دهند. این حسگر ها به صور مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
حسگر های کیفیت و ایمنی:
شناساگرهای زمان- دما (حسگر های خارجی): اساس عملکرد این حسگر ها تغییر غیر قابل برگشت شیمیایی، میکروبی، فیزیکی، الکتروشیمیایی و آنزیمی است که معمولاَ به صورت تغییر شکل فیزیکی و یا تغییر رنگ آشکار می شود. (تجاری شده)
حسگر های داخلی:شناساگرهای گازی (نشانگر اکسیژن و دی اکسید کربن)
شناساگرهای تشخیص رشد میکروبی و پاتوژن¬ها : برای مثال بر اساس واکنش بین حسگر و متابولیت های ناشی از رشد میکروبی.
و شناساگر نشت محصول: شناساگر های نشت محصولات از یکپارچگی ماده ی غذایی اطلاع می دهند.
شناساگر تازگی محصول: مستقیماَ کیفیت ماده ی غذایی را نشان می دهند.( تجاری شده) و در بسته بندی میوه و سبزیجات به کار می رود.
شناساگرهای امواج رادیویی: از طریق برچسب¬ها و اتیکت¬ها و سیستم¬های کامپیوتری بصورت بی¬سیم بستری برای کنترل فراهم آورده است. در مجموعه عظیم کارخانجات صنایع غذایی، درجه بندی و جابه-جایی را تسهیل می¬کنند و در نتیجه چرخه ی عرضه محصول را به صورت موثری بهبود می¬بخشند.
برچسب های هوشمند: نمونه ای از این حسگر برچسب های کوچکی ست که بر روی سمت بیرونی بسته بندی محصولات دریایی نصب می شود و تازگی آنها را ظاهر می نماید.
برچسب حسگر های رنگ. به صررت برچسب چسبناکی بر سمت بیرونی بسته بندی
و کیفیت محصولات فسادپذیر را به نمایان می کند.
بسته بندی های خود سرد/ گرم کننده: این بسته بندی ها باعث ایجاد ارزش افزوده می شوند. بسته بندی های خود گرم کننده در سوپ و قهوه و خود سردکننده در آب جو و نوشیدنی های غیر الکلی مورد مطالعه قرار گرفته اند.
امروزه با گسترش روزافزون جمعیت و درخواست مواد غذایی با کیفیت مناسب و قابلیت نگهداری تولیدکنندگان را بر آن داشته است که در صدد تولید بسته بندی های با خصوصیات اصلاح شده و متناسب با ماهیت ماده ی غذایی باشندو از این رو اهمیت ترکیب علم و فناوری در صنایع بسته بندی و ترکیب این دو بسته بندی در یک بسته بندی واحد بسیار پررنگ تر از گذشته نمایان است.
نمونه ی چنین دانشی در بسته بندی های هوشمند با ترکیب واکنش های شیمیایی و تغییرات فیزیکی و نمایان سازی آنها به صورت عینی و نیز تلفیق نانوتکنولوژی، پلیمر ها و کاربرد آنزیم ها دیده می شود.

 

منابع
1-ف،همدانی،نانو تکنولوژی در صنایع غذایی،پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه قوچان.1390.ص97-101. 

 Siegrist, Michael., Stampfli, Nathalie., Kastenholz, Hans., 2-Keller, Carmen., Perceived risks and perceived benefits of different nanotechnology foods and nanotechnology food packaging, Appetite  2008,283-290.
 Jose´ Miguel 3-Boix y Palacia´ n., Study of special birefringence in low density blown polyethylene films, Optik 115, No. 3 (2004) 97–108
 Yu Zhiyong, E. 4-Mielczarski, J. Mielczarski, D. Laub, Ph. Buffat, U. Klehm, P. Alber
K. Lee, A. Kulik, L. Kiwi-Minsker, A. Renkena, J. Kiwi., Preparation, stabilization and characterization of TiO2 on thin polyethylene films (LDPE). Photocatalytic applications, WAT E R RE S E ARCH 41 ( 2007 ) 862 – 874
 A.Z. 5-Graciano-Verdugo, E. Peralta, H. Gonz´alez-R´ıos, H. Soto-Valdez., Determination of _-tocopherol in low-density polyethylene (LDPE) films by diffuse reflectance Fourier transform infrared (DRIFT-IR) spectroscopy compared to high

 


 


تعداد بازديد:379
 
Copyright (c) 2021 مرکز ملی تحقیقات فرآوری آبزیان بندر انزلی
Powered by r.ravvar